Hot Deformation Behavior and Dynamic Recrystallization of a Medium Carbon Cr–Mo Steel for Class 16.8 Bolts

Huiju Lee; YongDeok Jo; ByoungLok Jang

doi:10.1007/s12540-023-01492-w

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자료유형: 학술저널

저자정보: Huiju Lee (Inha Manufacturing Innovation School) YongDeok Jo (Inha Manufacturing Innovation School) ByoungLok Jang (Inha Manufacturing Innovation School)

저널정보: 대한금속·재료학회 Metals and Materials International Metals and Materials International Vol.30 No.1

발행연도: 2024.1

수록면: 39 - 47 (9page)

DOI: 10.1007/s12540-023-01492-w

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This study investigates the hot workability of medium carbon Cr–Mo steels for manufacturing ultra-high strength bolts. Themain purpose of this research is to establish a constitutive equation and a kinetic model of dynamic recrystallization of thematerial for industrial applications. Hot torsion tests were conducted at temperatures of 1173, 1273, and 1373 K and strainrates of 0.1, 0.5, 1.0, and 2.0/s. Strain rate sensitivities and work-hardening coefficients of the material were calculated atvarious strain rates and temperatures using the Fields–Backofen equation. Results indicated that the material’s strain ratesensitivities and work-hardening coefficients generally increased with temperature. Stress–strain curves showed a generalvariation depending on the strain rates and the deformation temperatures, with higher strain rates and lower temperaturesresulting in increased flow stresses. However, peak stresses were not clearly observed due to the presence of Nb in thematerial. A constitutive equation for flow stresses was derived, with a thermal activation energy for deformation of 238.57 kJ/mol. Zener–Hollomon parameter was used to analyze the relationship between peak strains and critical strains, finding thatthe critical strains being about 0.17 times the peak strains. The volume fractions of dynamic recrystallization were estimatedusing an Avrami form of the kinetic equation, and the Avrami constants k and m were 0.84 and 6.89, respectively. Thekinetic model of dynamic recrystallization that we developed can be applied to arbitrary deformation conditions, enablingthe optimization of the hot rolling process for this material.

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